EXTRAÇÃO E ISOLAMENTO
DE DIOSGENINA DE BARBASCO (
1)
MARCO ANTONIO TEIXEIRA ZULLO (2- 5), MARIA TEREZA BARALDI RAMOS (2), DOMINGOS ANTONIO MONTEIRO (3) e GENTIL GODOY JR. (4)
(1) Recebido para publicação em 26 de novembro de 1985.
(2) Seção de Fitoqufmica, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28,13001 Campinas (SP). (3) Seção de Rafzes e Tubérculos, IAC.
(4) Estação Experimental de Ubatuba, IAC. (5) Com bolsa de pesquisa do CNPq.
RESUMO
Dioscorea composite Hemsl. e D. floribunda Mart. & Gal.,
introdu-zidas no Brasil, mostraram teores de diosgenina de 3,15 ± 1,41% e 4,72 ± 0,24% na matéria seca dos tubérculos, com pureza mínima de 54,7 e 39,2% respectivamente, lamogenina também ocorre nos tubérculos de ambas as espécies. O teor de diosgenina em D. composita é crescente com a idade da planta, mostrando um máximo pronunciado em torno do terceiro ano de cultivo e estabilizandc-se ao redor do sexto ano.
Termos de indexação: barbasco, Dioscorea composita Hemsl., Dioscorea floribunda
Mart. & Gal., Dioscoriaceae, diosgenina, iamogenina.
1. INTRODUÇÃO
1943). Com o desenvolvimento de métodos para sua transformação em progeste-rona (MARKER et ai., 1940; MARKER, 1947), tomou-se uma das matérias-primas de importância para o desenvolvimento da moderna indústria esteroídica (FIESER & FIESER, 1959). A introdução de D. composita Hemsl, e D. floribunda Mart. & Gal., na Seção de Raízes e Tubérculos do Instituto Agronômico, realizou-se pela inexistência, no Brasil, de dioscoriácea que permitisse a obtenção, economica-mente viável, de diosgenina. Este trabalho caracteriza os teores desta sapogenina no material introduzido no País e relata um método para sua extração e purificação.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Material vegetal: Sementes de D. composita e D. floribunda, originárias
do México, registradas no Serviço de Introdução de Plantas do IAC sob os n9s 41.455 e 41.456, foram semeadas em caixa coletiva em fevereiro de 1968, na Seção de Raízes e Tubérculos, e transplantadas para vasos individuais em abril. Em setembro, 31 plantas de D. composita foram transferidas para a Estação Experimental de Ubatuba: sob reprodução e seleção, forneceram outras 210, que foram plantadas na Estação Experimental de Pariquera-Açu em agosto de 1974.
Extração e isolamento de diosgenina: Tubérculos de barbasco foram
fatiados, secos a 60 °C até peso constante e pulverizados em moinho tipo Wiley. Cada 100 g de matéria seca foram refluxados por cinco horas com 500 ml de ácido clorídrico 1.92N. Após resfriamento à temperatura ambiente, a mistura de hidrólise foi filtrada a vácuo em funil de Buchnere lavada com cerca de 1.500 ml de água. O resíduo de hidrólise foi seco em estufa a 65 °C até peso constante e extraído em soxhlet com 150 ml de hexano durante oito horas. A solução hexâ-nica foi concentrada em evaporador rotatório e seca em estufa a 105°C até peso constante. A diosgenina bruta obtida foi isolada por recristalização em acetona e lavagem com hexano. Concentração das águas-mãe acetônica e hexânica combinadas e recristalização em metanol forneceram uma segunda coleta de diosgenina.
Alternativamente, foi utilizado o método de MORRIS et ai. (1956) para a extração e isolamento de diosgenina de tubérculos frescos de barbasco.
Purificação de diosgenina: Amostra analiticamente pura de diosgenina
foi obtida por çromatografia de adsorção em coluna, empregando-se, para cada grama de diosgenina isolada, 20 g de silicaf(70^-200 "mêsff) ê 2 g de carvão ativo (porção superior), eluindo-se com hexano (50 ml) e acetona (200 ml), se-guindo recristalização em metanol do eluato acetônico concentrado.
Determinação da pureza da diosgenina bruta: A pureza de algumas
Acetilação de diosgenina: Foi realizada pelo método de BRUCE &
RALLS (1943), fornecendo o acetato de diosgenina.
Determinação dos pontos de fusão e rotação óptica: Os pontos de
fusão foram determinados em capilares selados e as rotações ópticas, em cloro-fórmio, em concentrações de 10 mg/ml.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Devido a D. floríbunda apresentar um comportamento mais frágil no campo, seus teores de diosgenina não foram examinados ao longo do tempo. Tubérculos da espécie, com seis anos de cultivo, apresentaram 4,72 ± 0,24% de diosgenina.
Com base na verificação de que o teor de diosgenina nos tubérculos de D. composita era crescente com a idade do cultivo, tubérculos desta espécie aos 33 e 36 meses, de quatro clones, foram divididos em terços apical, mediano e basal, e cada porção analisada quanto à diosgenina (Quadro 1). A análise de variância mostrou que os teores de diosgenina são significativamente depen-dentes do clone, da posição amostrada e da idade do cultivo, bem como da inte-ração entre clone e as outras variáveis.
Analisando diversas dioscoriáceas mexicanas, MARKER et ai. (1943) encontraram 0,3% de diosgenina na matéria seca do tubérculo de D. composita, e WALL et ai. (1954), um mínimo de 1,2% e um máximo de 3,0%. SAUVAIRE & BACCOU (1978) encontraram 3,2% de diosgenina na matéria seca de D. ftoribunda. BARBOSA F9 et ai. (1982, 1983) isolaram diosgenina, em rendimento não espe-cificado, de D. trisepta, isolando ^-sitosterol e nenhuma ou insignificante quanti-dade de diosgenina em sete outras dioscórias nativas no Nordeste brasileiro.
(1956), verificou-se um teor de diosgenina de 1,97 ± 0,21% na matéria seca, em duas repetições. A extração mais efetiva aqui observada parece ser devida a uma melhor homogeneização do material pela pulverização da amostra: isso per-mite uma hidrólise mais eficiente do material glicosídico presente no tubérculo, como é indicado por corresponder o resíduo de hidrólise, pela metodologia des-crita, a 13,49 ± 0,77% da matéria seca original, enquanto, pelo método de MORRIS et ai. (1956), corresponder a 15,82 ± 0,34% da matéria seca origi-nal. No material proveniente de D. floribunda examinado, este resíduo corres-pondeu a 20,27 ± 0,51% da matéria seca original, em seis repetições.
Análise da diosgenina bruta de D. composita por cromatografia em fase gasosa mostrou uma pureza de 58,64 ± 2,92%, e por espectrofotometria de ultravioleta, de 74,72 ± 3,68%. A menor exatidão do método espectrofotomé-trico, neste caso devida a uma menor discriminação entre a substância de inte-resse e seus interferentes, é atestada pela pureza de 54,7% conseguida por recristalização. Em D. floribunda, o método de recristalização revelou para a dios-genina bruta obtida uma pureza mínima de 39,2%.
A diosgenina isolada tanto de D. composita quanto de D. floribunda apresenta-se junto a iamogenina (25S-espirost-5-en-3 /3-ol), como observado pela depressão em seu ponto de fusão (p.f.) de 189-193 °C, com amolecimento a
180°C, e pela rotação óptica [ a ] *7 = -124,24°. Amostra analiticamente pura de diosgenina apresentou p.f. 206-208 °C e [a]£8 = -115,05°. Está registrado que diosgenina apresenta p.f. 205,5-208°C e [<x]|5 = -118° (ROTHROCK et ai., 1955) ou p.f. 208° e [OL }f = -123° (WALL & WALLENS, 1955); iamogenina, p.f. 201 °C e [a]f = -123° (WALL & WALLENS, 1955), e 0-sitosterol, p.f. 140°C e [a\o = - 3 6 ° (DIRSCHERL & NAHM, 1944). O acetato de diosgenina, obtido em 85% de rendimento, mostrou p.f. 199-200°C e [a]™ = -115,11°, enquanto a literatura registra seu p.f. 199-202°C e [a]f = -115° (WALL & WALLENS, 1955) e cita p.f. 182°C e [a]f = -113° para o acetato de iamogenina (WALL & WALLENS, 1955) e p.f. 132°C e [afê° = -39,4° para o acetato de j3-sitoste-rila (DIRSCHERL & NAHM, 1944). Esses dados confirmam a coocorrência de diosgenina e iamogenina em tubérculos de D. composita e D. floribunda, como acontece em outras dioscoriáceas (MARKER et ai., 1943), e indicam a ausência, ou presença em quantidade não detectável, de /3 -sitosterol na fração esteroídica dos tubérculos de barbasco aqui trabalhados.
SUMMARY
EXTRACTION AND ISOLATION OF DIOSGENIN FROM YAMS
Dioscorea composita Hemsl. and D. floribunda Mart. & Gal.,
respectively. Yamogenin co-occurs in the tubers of both species. The diosgenin content in D. composite increases according to the age of the plant, showing a pronounced maximum around the third year and stabilizing around the sixth year of cultivation. Methods for extraction, isolation and puri-fication are also described.
Index terms: yams, Dioscorea composite Hemsl., Dioscorea Horibunda Mart & Gal.,
Dios-coriaceae, diosgenin, yamogenin.
AGRADECIMENTOS
Ao Sr. Edgar César Zerbinatti, pelo auxflio técnico na execução do tra-balho, e aos Laboratórios Lepetit, pela realização das análises espectroscópicas e de cromatografia em fase gasosa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARBOSA FILHO, J.M.; MEDEIROS, D.F. & BHATTACHARYYA, R. Estudos em diosco¬ riáceas brasileiras. Parte III. Investigação da Dioscorea trisepta L. e D. trifida L. Isola-mento e identificação de diosgenina. Ciência e Cultura, São Paulo, 34(7):482, 1982. Suplemento.
______;______&_______. Estudos sobre dioscoriáceas brasileiras. Parte IV. "Screening" de D. alata, D. bulbifera, D. leptostachya, D. glandulosa, D. dodecaneura e D. sculenta quanto ao conteúdo de diosgenina. Ciência e Cultura, São Paulo, 35(7):476, 1983. Suplemento.
BRUCE, W.F. & RALLS, J.O. Dihydrocholesterol. In: BLATT, A.H. Organic syntheses. New York, John Wiley, 1943. Collective Volume 2, p.191-193.'
CRUZADO, H.J.; DELPIN, H. & ROARKE, B.A. Sapogenin production in relation to age of tuber in two Dioscorea species. Turrialba, 15(1):25-28,1965.
DIRSCHERL, W. & NAHM, H. Die Seitenkette des /3-und y-Sitosterins. Justus Liebig's Annalen der Chemie, 555:57-69, 1944.
FIESER, L.F. & FIESER, M. Hormones from diosgenin. In:________. Steroids. New York, Reinhold Publishing, 1959. p.547-554.
MARKER, R.E. Steroidal hormone intermediates, U. S. Patent 2,420, 489. Apud Chemical Abstracts, 41:5689, 1947.
______; TSUKAMOTO, T. & TURNER, D.L. Sterols. C. Diosgenin. Journal of the Ameri-can Chemical Society, 62:2525-2532, 1940.
______; WAGNER, R.B.; ULSHAFER, P.R.; WITTBECKER, E.; GOLDSMITH, D.P.J. & RUOF, C.H. Sterols. CLVII. Sapogenins. LXIX. Isolation and structures of thirteen new steroidal sapogenins. Journal of the American Chemical Society, 65:1199-1209, 1943. MORRIS, M.P.; ROARKE, B A & CANCEL, B. Simple procedure for the routine assay of
ROTHROCK, J.W.; STOUDT, T.H. & GARBER, J.D. Isolation of diosgenin by microbio-logical hydrolysis of saponin. Archives of Biochemistry and Biophysics, 57:151-155, 1955.
ROZANSKI, A. A simplified method of extraction of diosgenin from Dioscorea tubers and its determination by gas-liquid chromatography. Analyst, 97:968-972, 1972.
SAUVAIRE, Y. & BACCOU, J.C. L'Obtention de la diosgénine, (25R)-Spirost-5-ène-3 -oi; Problèmes de I'hydrolyse acide des saponines. Lloydia, 41(3):247-256, 1978.
TSUKAMOTO, T. & UENO, Y. Glucosides of Dioscorea tokoro Makino. I. Dioscin, dioscoreasapotoxin and diosgenin. Journal of the Pharmaceutical Society of Japan, 56: 802, 1936.
WALL, M.E.; KRIDER, M.M.; KREWSON, C.F.; EDDY, C.R.; WILLAMAN, J.J.; CORELL, D.S. & GENTRY, H.S. Steroidal sapogenins. VII. Survey of plants for steroidal sapogenins and other constituents. Journal of the American Pharmaceutical Associar tion, 43:1-7, 1954.
